全同态加密（FHE）是什么？区块链隐私计算的圣杯

全同态加密（FHE）通过同态性实现密文上的任意计算，其核心是自举技术重置噪声，支持无限次加法和乘法运算，使数据在不解密情况下可计算，广泛应用于区块链隐私保护、DeFi、链上游戏及跨机构协作，结合零知识证明提升安全与隐私。

全同态加密（FHE）是一种革命性的密码学技术，它允许在不解密的情况下对加密数据进行任意计算。

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一、理解全同态加密的核心原理

全同态加密的核心在于“同态性”，即对密文执行的运算，其解密结果等同于对原始明文执行相同运算的结果。这实现了真正的“数据可用不可见”。系统通过引入受控的数学噪声来保障安全，但该噪声会随计算累积，需要特殊技术管理。

1、当两个加密数字相加时，系统会对它们的密文执行特定的同态加法操作。

2、得到的新密文在解密后，其值精确等于两个原始明文数字的和。

3、对于乘法运算，过程类似，但会导致密文中“噪声”显著增加。

4、最关键的是，FHE支持无限次的加法和乘法组合运算，没有电路深度限制，这是它区别于部分同态或层次同态加密的根本所在。

二、实现全同态的关键：自举（Bootstrapping）技术

自举是解锁真正“全”同态能力的革命性技术。它的目的是重置密文中的噪声，使其能够承受后续的无限次计算，解决了噪声累积导致解密失败的瓶颈。

1、设想一个密文因多次计算而积累了过多噪声，接近无法正确解密的边缘。

2、自举过程会使用加密方案的私钥（本身也以密文形式存在）对这个“高噪声”密文执行一次同态的“解密”操作。

3、这次同态解密并不会输出明文，而是输出一个**全新的、低噪声的密文**，它仍然加密着原始数据。

4、经过自举后，这个“焕然一新”的密文可以继续参与后续任意复杂的计算，从而实现了计算的无限延续性。

三、FHE在区块链隐私计算中的应用模式

FHE为解决区块链固有的透明性与隐私需求之间的矛盾提供了理想方案。它能构建出既可验证又完全保密的共享状态，这是零知识证明等其他技术难以单独实现的。

1、在去中心化金融（DeFi）中，用户的资产余额和交易金额可以全程保持加密状态，智能合约直接在密文上进行借贷、兑换等复杂逻辑运算。

2、在链上游戏里，玩家的卡牌属性、策略选择等核心信息可以被加密，服务器或对手只能看到最终结果，而无法窥探中间决策过程。

3、跨机构的数据协作，如联合风控模型训练，各方将加密数据上传至公共网络，FHE确保了计算过程中原始数据永不暴露。

4、FHE与零知识证明结合使用，可以构建更强大的系统：ZK证明计算的完整性，FHE保护计算过程的机密性。

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